Version 2

L'univers C4C5
DS n°3
DEVOIR SURVEILLE - SCIENCES PHYSIQUES
Version 2
Calculette autorisée
Durée : 50 min
Toutes vos réponses doivent être correctement rédigées et justifiées.
points
Pluton
Pluton est la planète naine la plus volumineuse connue du Système solaire. À ce titre, Pluton
est donc le neuvième plus gros objet orbitant autour du Soleil (exception faite des lunes des
géantes gazeuses).
Pluton est le corps principal du système plutonien. Le couple que forme Pluton avec son
grand satellite, Charon, est souvent considéré comme un système double, car la différence
de masse entre les deux objets est l’une des plus faibles de tous les couples corps
primaire/satellite du système solaire (rapport 8 pour 1). Quatre autres satellites naturels,
nettement plus petits et tous en orbite à peu près circulaires à l’extérieur de l’orbite de
Charon, complètent le système tel qu’actuellement connu (dans l’ordre en s’éloignant) : Styx,
Nix, Kerbéros et Hydre.
1. L'observation depuis la Terre
On observant Pluton depuis la Terre, les astronomes peuvent observer un mouvement
rétrograde. En effet, cette dernière semble par moment s'arrêter, repartir en sens inverse
puis s'arrêter à nouveau avant de reprendre une trajectoire normale.
1.1. Expliquer ce phénomène.
2. La sonde New horizons
Cette sonde spatiale a été lancée le 19 janvier
2006 par une fusée de forte puissance. Elle a
survolé Jupiter le 28 février 2007, ce qui lui a
permis de gagner 4 km/s grâce à l'assistance
gravitationnelle de cette planète. Elle a ensuite
entamé son long transit vers Pluton, durant
lequel la sonde a été mise en sommeil. Elle en
est sortie le 6 décembre 2014 et a commencé
en janvier 2015 ses observations de Pluton
qu'elle a survolé le 14 juillet 2015.
Trajectoire de la sonde New Horizons et de certaines planètes dans le référentiel héliocentrique
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points
2.1. Décrire et justifier le mouvement de la sonde New Horizons au cours de son voyage
vers Pluton.
/4
3. L'attraction gravitationnelle du Soleil
3.1. Déterminer l'intensité de la force d'attraction gravitationnelle qu'exerce le Soleil sur
Pluton.
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1016 N
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3.2. Représenter cette force sur un schéma en prenant l'échelle suivante : 1 cm
3.3. Pluton exerce-t-il une force sur le Soleil ? Si oui, quelle est son intensité ?
/1
4. Le poids à la surface
4.1. Montrer que l'intensité de la pesanteur g P à la surface de Pluton est égale à 0,62 N/kg
/1
4.2. Quel serait le poids d'un astronaute avec sa combinaison à la surface de Pluton ?
/2
4.3. Quelle serait la masse d'un astronaute avec sa combinaison à la surface de Pluton ?
/1
4.4. La combinaison spatiale serait-elle plus facile à porter à la surface de la Terre où à la
surface de Pluton ? Pourquoi ?
/2
4.5. Pour se rendre un peu mieux compte, déterminer la masse d'un objet ayant le même
poids sur Terre que la combinaison de l'astronaute sur Pluton. Conclure.
/2
Données :
•
expression littérale de l'intensité de la force d'attraction gravitationnelle d'un corps A
de masse mA sur un corps B de masse mB tout deux distants de d :
F A /B = G.
mA ×mB
d
2
•
constante de gravitation universelle : G = 6,67.10 -11 N.m2.kg-2
•
intensité de la pesanteur sur Terre : g = 9,8 N/kg
•
masse de Pluton : MP = 1,3.1022 kg
•
masse du Soleil : MS = 2,0.1030 kg
•
rayon de Pluton : RP = 1 185 km
•
rayon orbital de Pluton : rP = 7,0.109 km
•
masse de l'astronaute : mA = 75 kg
•
masse de la combinaison : mC = 50 kg
Le rayon orbital d'un astre est la distance entre son centre et celui de l'astre autour
duquel il gravite.
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Niveau et compétences
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Bilan personnel
NOM :
Prénom :
Préparation du DS (à remplir par l'élève) :
Cocher les cases correspondante à ce que vous avez réalisé pour réviser ce DS.
J'ai relu et appris mon cours
J'ai essayé de refaire les exercices faits et corrigés en classe et :
J'y suis arrivé du premier coup.
J'y suis arrivé après avoir regardé une ou plusieurs fois la correction.
Je n'y suis pas arrivé.
J'ai essayé de faire un ou des exercices supplémentaires du livre et :
J'y suis arrivé du premier coup.
J'y suis arrivé après avoir regardé une ou plusieurs fois la correction.
Je n'y suis pas arrivé.
J'ai essayé de faire un ou des DS des années précédentes et :
J'y suis arrivé du premier coup.
J'y suis arrivé après avoir regardé une ou plusieurs fois la correction.
Je n'y suis pas arrivé.
Compétences évaluées (à remplir par le professeur) :
A
B
C
D
Restituer ses connaissances
S'approprier
Analyser
Réaliser
Valider
Communiquer
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